Uyku döngüsü içerisindeki evreler beyin aktivitelerindeki belirli değişiklikler dikkate alınarak belirlenmiştir.
Uyku süresince görülen tepe noktaları REM uykusunda olduğumuz 4. evreyi göstermektedir.
1. Evre: Bu evrede uykuya dalarız. Bu evrede ani ve hızlı olmayan göz hareketleri gözlenir (NREM). Kaslar gevşer, vücut ısısı düşer ve kalp ritmi yavaşlar. Vücut derin uykuya dalmak için hazırlık yapmaktadır.
2. Evre: Bu evrede de NREM (ani ve hızlı olmayan göz hareketleri) meydana gelir. Kaslar daha da gevşer ve vücut ısısındaki düşüş bu evrede de sürer. Vücudun bağışıklık sistemi gün içerisinde meydana gelen hasar ve yorgunluğu onarmaya yönelik aktivitelere başlar. Endokrin bezleri büyüme hormonu salgılar ve kaslara yeniden kan pompalanmaya başlar. Bu aşamada tamamen uykudasınızdır.
Evre 3: Bu evrede de NREM aşaması devam eder. Bu evre derin uyku evresidir. Metabolizma fonksiyonları aşırı derecede yavaşlar.
Evre 4: Uykunun bu evresinde, gözler göz kapakları altında ileri geri doğru dengesiz biçinde hareket eder. Bu evreye REM (Rapid Eye Movement - Aniz göz hareketleri) uykusu ya da DELTA uykusu denir. Bu evre uykuya daldıktan yaklaşık olarak 90-100 dakika sonra başlar. Bu evrede kan basıncı yükselir ve kalp ritmi hızlanır, nefes alıp verme dengesizleşir ve beyin aktiviteleri artar. Ayrıca bu evrede istemsiz kas hareketleri felce uğrar. Bu evre uykunun en dinlendirici ve vucüda sağlık ve dinçlik kazandıran bölümüdür. Bu evrede zihin canlandırılır ve hisler incelik kazanır, duyarlı hale gelir. Görülen rüyaların çok büyük bir kısmı bu evrede meydana gelir.
Yukarıdaki bu dört evre uyku boyunca tekrarlanarak devam eder, ve genelde son REM uykusundan sonra uyanılır.